reede, 25. detsember 2009

Barokliinse atmosfääri jõulukingid

Nendel ilmakaartidel näeme atmosfääri õhurõhu-ja soojusvälja ligikaudu 1,5 km kõrgusel (850 hPa isobaarpind) maapinnast:

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Soojusväli viitab ilmselgelt atmosfääri barokliinsele ebastabiilsusele, mis genereerib järjestikku üha uusi tsükloneid. Viimased on toonud rohkelt lund ja sooja õhku ning järgmine on 25. detsembril tulemas.
Erineva temperatuuri tõttu atmosfääri meridionaalses profiilis on ka õhu tihedus erinev, mis tähendab väga suurt potentsiaalse energia reservuaari või allikat. See energia muundubki just barokliinse ebastabiilsuse tõttu kineetiliseks energiaks ehk tekivad sünoptilise mastaabiga keerised (tsüklonid), sest need häiritused kasvavad antud tingimustes ülejäänutega võrreldes kõige kiiremini.

kolmapäev, 23. detsember 2009

Ilma omapärast 23. detsembril 2009

23. detsembril oli õhtul Eesti jagatud justkui kaheks: sajuala piir kulges Lahemaalt põiki üle Eesti Pärnusse. Sealjuures sajuala servas sadas vihma, kuid kaugemal lund. Mõnes kohas oli lumesadu tugev. Seal, kus ei sadanud, nõrgenes tuul õhtu jooksul ning uduvine tihenes uduks (Mandri-Eesti loodeosa). Lõpuks pöördus lõunatuul ning hakkas läänest puhuma. Udu nõrgenes ja kadus. Lumesaju piires langes temperatuur kuni -3°-ni, sajuta alal püsis nullis või veidi kõrgemal.
Sajualast mõni EMHI radaripilt:





















.

.

.
.
.
.
Sula tõi Eestisse 23. detsembri öösel EUMETSATi satelliidipildil (http://www.ilm.ee/kola/sat_test.php3) valge pilvemassina Eesti kohal paiknev aktiivne lohk:










.

.
.
.
Selle järgnes edelast tsüklon, mis liikus üle Eesti. Arenevale pilvemassiivile on iseloomulik teravalt piiritletud servad ja sajualad:




















.

.
Niisiis, kuna tsüklon oli arengufaasis, siis oli vähemalt sajupilvemassiivi serv täpselt määratletav ja samuti ka sajuala piir. Hiljem toimus pilvemassi hajumine (sajuala serv muutus hambuliseks). Nõrk tuul on aga sageli tsükloni loodeosas, eriti aga keskme lähedal, kus õhurõhugradient on väike. Seetõttu oli Eesti loodepoolmikus tuul nõrk ning 23. detsembri öö lohu kaasatoodud niiskes ja soojas õhumassis võis rahulikult areneda udu. Kuna tsükloni keskme lähedus hilisõhtuks eemaldus ja satuti seega siis suurema õhurõhugradiendiga piirkonda, siis tuul pöördus ja tugevnes, mis põhjustas udu hajumise.
Temperatuur langeb tavaliselt sajuga (eriti soojal suvepäeva, kui hakkab näiteks hoovihma sadama), sest sademete temperatuur on enamasti madalam kui maapinnalähedase õhu oma, sest maapinnast kõrgemal on enamasti külmem õhk. Vastupidi võib-olla olukord eelkõige külmal poolaastal. Kui külmem õhk on talvel pilvede kõrgusel (alla null kraadi), pilvedes on temperatuur alla nulli ja saab seega lund hakata sadama, kuid maapinna lähedal on sula, siis sajab tihti alguses vihma või vesist lörtsi, mis on sulanud lumi, kuid õhutemperatuur siiski langeb sademete madalama temperatuuri tõttu ja peatselt muutub sadu lumeks. Sellega on seletatav, miks sajuala servas sadas 23. detsembril vihma või lörtsi, kuid kaugemal, kus oli kauem ja tugevam sadu, lund ja miks temperatuur saju piires langes kuni -3 kraadini. Selline olukord on võimalik vaid siis, kui pole advektsiooni. Külma advektsiooni puhul küll võib põhimõtteliselt kirjeldatud olukord tekkida, kuid oma osa on selles külma õhu pealetungil, sooja õhumassi puhul muidugi lisanduv soe õhk ei lase sademetel temperatuuri eriti langetada. Ka enne sooja fronti, kui varem valitses kerge sula, võivad sademed õhku veidi jahutada ja vihmana algav sadu muutuda tugevaks lörtsi-või lumesajuks, kuid hiljem muutub sadu uuesti vihmaks (sooja frondi üleminekul - soe advektsioon). 2007/08. a talvel juhtus korduvalt nii, näiteks 19. jaanuaril.
Kl 22.30 paiku langes temperatuur Tallinnas järsult (+0-lt -2-ni). Sealjuures kadus udu ja tuul hakkas läänest puhuma ja tugevnema. Ei juhtu just sageli, et talvel toob läänetuul külma. Samas Rootsis oli kl 20 külma kuni 5 kraadi (Stockholmi ümbruses) ja pole ime, et temperatuur langes. Sellist olukorda võib siiski pidada ebatüüpiliseks.
Lõpetuseks üks snapshot Soome Rahvusringhäälingu õhtusest ilmateatest, kus pange tähele Lõuna-ja Edela-Soome vahel valitsevat suurt temperatuurikontrasti (diktori käe juures, läänes on külmem; kaart õhtul reaalselt mõõdetud temperatuuride kohta):

Kas 3 tsükloni rekord?

Jõuluperioodil kihutab üle Eesti 3 tsüklonit, esimene neist oli küll vaid aktiivne madalrõhulphk, kuid eks seegi ju tsükloni osa. See läks üle Eesti 23. detsembri öösel ja tõi keskmiselt kuni 5 cm lund. Järgnes sula. Järgnevad tsüklonid on võib-olla lumerohkemad. Rekord pealkirjas oli pigem tõmmekas.
Muide, 1999. aasta detsember oli väga tormirohke, lohk oli lohus ja tsüklon tsüklonis kinni. Eriti äge sadu oli 18. detsembril, oli tugev torm. Sadanud lumi jäi maha, temperatuur oli hommikul -2 kraadi, päeval null, kuid õhtul langes uuesti. Sellegipoolest polnud tollased jõulud lumerohkuselt 2009. aastaga ligilähedasedki.
22. detsembri õhtul selgines ilm lühiajaliselt ja see pakkus võimalusi teha looduses ilusaid pilte:

esmaspäev, 21. detsember 2009

Kas orkaan Soome lahel?

Sellest nähtusest pikemalt: www.ilm.ee/?46768
Vahel tuleb ette vägagi huvitavaid ja isegi hämmastavaid loodusnähtuseid. Vaadake ja imestage: http://koti.welho.com/pjokine9/vortices.gif
See juhtus 15. detsembril. Selle on salvestanud radarianimatsioonina keegi Soome meteoroloog. Nagu näha, tekkis see Soome lahe keskosas ja triivis Lahemaa poole. Tõsi, tingimused olid järveefektiks ja selle ülimaks väljenduseks soodsad - ikkagi arktiline õhumass sooja ja lahtise vee kohal ning küllaltki nõrk tuul. Siiski on
seletus sellele nähtusele (pean silmas üllatavat osa) märksa proosalisem:)

pühapäev, 20. detsember 2009

2009. aasta jõulud on valged

Kuigi ilm läheb jõuludeks nii mõnelgi pool sulale, ei jõua sadanud lumi ära sulada - seda tuleb rohkelt nii 20. detsembril (EMHI lubas millegipärast nõrka sadu - isegi samal päeval) kui lähipäevilgi juurde. Ka pole sula kuigi tugev, vaid tulemas on ilmselt üsna piiripealne olukord. Uueks aastaks läheb jälle külmemaks, kui ennustused lähevad täppi.
Huvitav on see, et talv on haaranud lausaliselt suurema osa Euroopast enda alla ja lund leidub hetkel paljudes kohtades. Isegi Suurbritannias oli suur osa maad lumega kaetud ja temperatuur alla nulli. Ka õhumassi kaardid (EMHI) 20. ja 21. detsembril näitavad talvist ilma kogu arvutatud alal:

neljapäev, 17. detsember 2009

Võltsvirmalised

Vähesed ilmselt teavad, et valgussambaid (valguse peegeldumisel jääkristallide põhjatahkudel tekkiv optiline nähtus) nimetatakse mõnikord ka võlts-ehk pseudovirmalisteks. Üldiselt on valgussammaste äravahetamine virmalistega ilmselt võimalik ainult nö esimese hooga, sest nende sambakujulisus ja lähtumine maapinnalt on siiski tavaliselt ilmne: http://www.lightningboy.net/content/dsc0465
Vahel omandavad valgussambad siiski ka erilisemaid kujusid, nagu juhtus Lätis 2008. aasta lõpus: http://www.dailymail.co.uk/news/worldnews/article-1117264/Beam-Scientists-left-baffled-mysterious-columns-coloured-light-appear-night-skies.html
.
.
.
Peame meeles, et see optiline nähtus tekib valguse peegeldumisel jääkristallidelt, seega ei toimu valguse murdumist ja sambad või muud vormid on samasugust värvi, mis vlgusallikaski. Seega saab sellist värvidemängu põhjustada näiteks linnas asuvad erivärvilised reklaamid jmt valgusallikad. Valgussambad tekivad siis, kui õhus on suspendeerunud jääkristallid (jääkristallide õhkkolloidlahus), mis on kallutatud asendis, kuid siiski põhjatahk on enam-vähem horisontaalne maapinnaga (kui väikest kallet poleks, peegeldatakse valgus üle või alla vaatleja ja ei näeks midagi). Ka peab ilm olema tuulevaikne ja tavaliselt on ilm väga külm, mis on soodne veeauru sublimeerumiseks otse õhus.
Loe valgussammastest ka: www.ilm.ee/index.php?45450 (jutt on 2009. aasta jaanuari seisuga, seega artikli algusest ärge laske end häirida!

Pakane teeb kirdes viimaseid pingutusi

Euroopa kirdenurgas on temperatuur juba ligi ööpäev olnud alla -40°. Viimati oli seal nii külm 2006. aasta jaanuaris. Siis ulatus see külm samuti otsapidi Eestini. FMI Euroopa ilmakaart kl 11:


.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Veel "külmasid" ilmakaarte 17. detsembri 2009 Euroopa kirdeosast:

Suur lumi Liivi lahe ümbruses

16. detsembri jooksul sadas saartel mõnel pool kuni 30 cm lund päevaga. Kõige suurem lumi langes Liivi lahte ja Läänemerele, kus seda mõõta ei saa. Saartel siiski õnneks on ilmavaatluskohti ja seal mõõdeti lume paksus ka ära. Midagi sarnast juhtus näiteks ka 2002. aastal, kui detsembri lõpu poole oli ilm juba väga külm (õhtul külma 20 kraadi ja enam) ja Lõuna-Eestis sadas umbes sama palju lund, põhja pool jäi peaaegu sademeteta. 2002. aasta novembri alguses sadas tohutult lund põhjarannikul (üle 30 cm), mujal sadas vähe, kuid ilm oli siis palju soojem (temperatuur paar külmakraadi).
Ametlik uudis EMHist: "Erakordne lumi saartel
17.12.2009
Täna hommikul mõõdeti Sõrve jaamas lume paksuseks 41 cm, mis on sealseks uueks detsembrikuu rekordiks. Eelmine lumerekord pärines aastast 1980 kui lume paksuseks mõõdeti 8. detsembril 24 cm. Absoluutne maksimaalne lumekõrgus - 59 cm mõõdeti Sõrves 2. veebruaril 1987. aastal.
Uue-Lõve jaamas mõõdeti 35 cm, sealne detsembri rekord on aga 44 cm.
Vilsandil mõõdeti 21 cm lund, detsembri maksimaalne lume paksus on 38 cm.
Ruhnus oli lund 35 cm, mis on samuti detsembrikuu uueks rekordiks. Eelmine rekord mõõdeti 24. detsembril 1996 ning siis oli lume paksuseks 24 cm. Absoluutne maksimaalne lume paksus on 56 cm ja see mõõdeti 28. jaanuaril 1987.a.
Lumekaardi leiate
siit"
Hoiatus: EMHI vaatlusvõrk on hõre ja seal, kus lumekaardil on näidatud vähe lund, võib seda olla siiski märgatav kogus. Pange tähele sademekaardil (http://www.emhi.ee/index.php?ide=21,328) Pärnumaa edelanurga suurt sajukogust (12-15 mm) ja lumekaardil (http://www.emhi.ee/index.php?ide=21,253) samas kohas vähest paksust - vastuolu. Ka on tegelikult mõnes Hiiumaa piirkonnas lund 10-20 cm, mitte nagu kaardil näidatud peaaegu olematu kogus kõikjal. Niisiis hõre vaatluvõrk ei saa esindada usaldusväärselt praegust lumikatte (ja ka teiste näitajate) olukorda, kui valitsevad suured piirkondlikud erinevused.

esmaspäev, 14. detsember 2009

Järsk külmenemine ja järveefekt

13. detsembril 2009 külmenes ilm märgatavalt. Pikaajalisest keskmisest soojem ilm muutus normist märksa külmemaks ilmaks. Järsu jahenemise põhjustas arktilise õhumassi sissetung kirdest. Seda võimaldas läänevoolu oluline nõrgenemine ning lõpuks selle täielik lakkamine (vt üleeelmist postitust - isegi Atlandi ookesanil kadus läänevool, asendudes meridionaalse õhuvooluga, mis kandis Islandini lähisroopilistelt laiustelt väga sooja õhku). Seda võime näha EMHI ilmakaardilt:

Isobaarid paiknevad Atlandil enam-vähem meridionaalselt. Tsüklonid liiguvad põhjast lõunasse. Läänevool on lakanud.


.
.
Praegune olukord on sarnane 2006. aasta jaanuariga, kui samamoodi liikus kirdest üle Eesti arktiline õhumass. Tol korral oli õhumass külmem ja selle liikumine oli agressiivsem. Temperaturr langes üsna paljudes kohtades alla -30°C. Helsinkis sadas aga kõvasti lund (tuul oli idast või idakagust, hiljem rohkem kagust), isegi mitukümmen cm-t ja temperatuur eriti alla -10°C ei langenud (järveefekt).
Nähtavus on arktilises ja antarktilises õhumassis maailma parim - vahel täheldatakse nähtavust üle 100 km, sest aerosoole on äärmiselt vähe. Aerosoolid aga piiravad nähtavust. Kui neid üldse poleks, siis oleks nähtavus umbes 200 km. Ka saabunud õhumassis on nähtavus kindlasti 70 km ümber, võib-olla palju enamgi, kahjuks on see nähtavuse mõõteriistade (näiteks transmissomeeter) skaalast väljas. Ka EMHI ei näita üle 50 km nähtvust mõõteriistade piirangu tõttu.
Väga külm ilm (kuni -10 kraadine temperatuurianomaalia) püsib umbes nädalapäevad. Muidu võiks ju olla praegune olukord peaaegu püsiv, kuid siin astub mängu nn järveefekt. See seisneb selles, et kui sooja vee kohal on väga külm õhk, siis tekivad pilved ja sademed. Järveefekt on märkimisväärne siis, kui vee ja õhu temperatuutride vahe on vähemalt 8°. Kuna veetemperatuur on positiivne, kuid õhus külma üle 10°, siis peaksid tingimused väga soodsad olema. Tõepoolest, Soome lahel ongi tekkinud korralikud lumepilved:





.

.

Kuna õhuvool tasapisi pöördub ja on varsti kagust ja lõunast, saavad lumest osa soomlased. Maailmakuulus järveeefektide piirkond on Suur Järvistu Põhja-Ameerias. Järveeefekt võib tipneda madalrõhkkonna moodustumisega avamerel (ka praegu on selleks Läänemerel võimalused) või äärmisel juhul orkaanisarnase moodustisena (Põhja-Jäämerel). Viimase eluiga ei ületa tavaliselt 36 tundi. Sel võib-olla silm ja silma ümbruses tugev konvektsioon, kust langevad uskumatud võimsad lumehood - inimese hingamine võib-olla raskendatud või võimatu (meremeeste kirjelduste järgi). Muidugi kaasnevad sellega vahel orkaanituuled, vahel piirdub asi kõigest lumetormiga. Neid nimetetakse ka Arktika orkaanideks. Silma läheduses võib-olla ka sädelahendusi, kuid see pole äike meie tavalises mõistes.
Külma ilma võib murda mingil hetkel Läänemerel tekkiv tsüklon (mis on järveefekti võimendatud variant). EMHI järgi juhtub see 20. detsembri paiku. Lõpetuseks õhmasside temperatuurikaart (http://www.wetterzentrale.de/pics/Rtavn002.html):

pühapäev, 13. detsember 2009

Kliimamuutuste infoseminar 16. detsembril

16. detsembril korraldatakse järgmist seminari:
"*Lugupeetud keskkonnahuviline,*
Eesti Mereinstituudil kui Euroopa Liidu Interreg IVC programmi raamesrahastatava REGIOCLIMA projekti Eesti-poolsel partneril on au kutsuda Teid kohalikele omavalitsustele ning keskkonnahuvilistele mõeldud esimesele infoseminarile. Seminar on pühendatud kliimamuutustega kohanemisele Euroopas ja Eestis.
Seminar algab *16. detsembril kell 9:30* Tartus Dorpati Konverentsikeskuse Petersoni saalis.
Esimese seminari raames on kavas anda ülevaade kliimamuutuste mõjudestEestis (klimatoloog Ain Kallis) ning tutvustada ÜRO kliimakonventsiooni ja Kyoto protokolli (Andres Kratovitš, Keskkonnaministeerium). Plaanis on läbi viia ka ümarlaud.
Üritus on tasuta, osalejatele pakutakse ka kohvi ja lõunat!!!
*Seminari kava:*
9:30 Kogunemine ja registreerimine
10:00 Avasõna
10:10 Ülevaade kliimamuutuste mõjudest Eestis (klimatoloog Ain Kallis)
11:00 Kohvipaus
11:15 Eesti ja ÜRO kliimakonventsioon ja Kyoto protokoll (Andres Kratovitš, Keskkonnaministeerium)
12:00 Ümarlaud
13:00 Lõunasöök
15:30 Ümarlaua jätk (vajadusel)

Olete väga oodatud osalema. Palume teatada oma kohalolekust 14. detsembri õhtuks aadressil: maret.saat@gmail.com. Rohkem infot REGIOCLIMA projekti kohta: www.regioclima.eu

Lugupidamisega,
Maret Saat
Eesti Mereinstituut (Tel: 53404436)"

laupäev, 12. detsember 2009

Postimehe imelik ja väär keelekasutus

Postimehes ikka ilmub kirjutisi, kus on teinekord täiesti valesti mõisteid kasutatud. Näide: "Edaspidi on oodata väga vahelduvat kliimat. Milline tsüklon parasjagu võimu võtab, selline tuleb ka ilm. Esineda võib lumesadusid, ent erilist tormi ei ole oodata." (http://www.tartupostimees.ee/?id=199691). Üks uskumatult vale artikkel avaldati augustis orkaanide kohta. Sünoptikud pidid rabanduse saama seda nähes ja isegi Postimees parandas selle järgmiseks päevaks ära. Kahjuks ei salvestanud seda, nii et näidata pole enam midagi.
Selgitused igaks juhuks ka mõistetele. Ilm on atmosfääri hetkeseisund;

Ilmastik on ilmade keskmine või hulk mõne päeva kuni 30 aasta jooksul ;

Ilmastu on pikaajaline ilmade režiim mingis kindlas piirkonnas (kliimaalased uurimused on tõsiseltvõetavad, kui 30-aastaseid perioode on kaks ehk 60 aastat). 30 aastat on soovituslik periood WMO-l, sest tegelikult ei tea keegi täpselt, kui pikk peab aegrida olema, et kliimast saaks rääkida.

Kui tahame olla väga täpsed, siis peame rääkima ka ühe päeva puhul ilmastikust, näiteks täna oli ilmastik pilves. Kuna nii aga ei tehta, siis võib traditsioonilisusele viidates rääkida ka ühe päeva ilmast.

Anomaalne (või peaaegu) baariline olukord Atandil (täiendatud)

11. detsembril oli Atlandi ookeanil üsna ebaharilik olukord:



.


.
.
.
Näeme, et seal on tekkinud meridionaalne isobaaride paigutust. See ehk ei ole päris tõeline meridionaalne tsirkulatsioontüüp, nagu meil siin Ida-Euroopas, samuti ka Venemaal võib olla, kuid sellise ulatusega meriodionaalne olukord ookeanil on siiski ebaharilik, sest seal valitseb tavaliselt rohkem või vähem tsonaalne õhuvool ja isobaaride (õhurõhu samajoonte) asetus. Sealjuures liigub Gröönimaa lähedal olev madalrõhkkond peaaegu tagurpidi ja pange tähele, kui tihedalt paiknevad isobaarid Islandi edelanurgas. On huvitav, et tagurpidi liikuvale tsükloni järgneb kiiresti uus, mis tekitab peaaegu isallobaaride (õhurõhu samamuutumisjoonte) vaakumi (isobaarid on põhja-lõunasuunaliselt väga hõredalt).
Küllap ikka on meridionaalne tsirkulatsioon Atlandil, nagu uuemate andmete valgusel võib väita:
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Ka õhumassi temperatuurikaardil (http://www.wetterzentrale.de/pics/Rtavn062.html) on näha, et lõuna poolt on kaugele põhja meridionaalse tsirkulatsiooni tõttu kerkinud soe õhumass:
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Olgu huvilisele veel öeldud, et mitmed uurijad on välja töötanud tsirkulatsiooniklassifikatsioonid. Eesti jaoks on sobivaim Wangenheim-Girsi klassifikatsioon, mille järgi on tsirkulatsioonitüüpe 3: tsonaalne, meridionaalne ja poolmeridionaalne. Viimane tähendab idavoolu. Meridionaalne õhuvool on ka põhjast ja loodest, mitte vaid lõunast või kagust, nagu vahel ekslikult arvatakse. Ülejäänud Euroopas välja töötatud skeemid on väiksema üldistusjõuga ning lisaks ei sobi Eesti jaoks. Siiski, Eesti jaoks peetakse veel enam-vähem sobivaks Hess-Brezowsky klassifikatsiooni (lähenemisviisi järgi). See aga vajab siiski ümberkorraldusi näiteks ilmatüüpide osas (need on Kesk-Euroopa kesksed), mida pole aga tehtud.

teisipäev, 8. detsember 2009

Lume-ja pilvedeteemaline loeng 9. detsembril Tartus

Kolmapäeval, 9. detsembril loen Tartus, Tähe 4-170 laiale kuulajaskonnale. teemal "Lumi ja lumikeskkond". Loengu algus kell 18.00
Varuks on üllatusteema pilvede tekkest ja nende arengust.
Juttu tuleb sellest, mis see lumi õigupoolest on;
kuidas lumi tekib ja millised on lume vormid;
mis juhtub lumega siis, kui see on maha sadanud;
kuidas saab lume järgi ilma ennustada;
kas päriselt on ka kõik lumehelbed kordumatud ja sümmeetrilised;
millest tuleb see, et lumehelbed on kuueharulised;huvitavad optilised nähtused seoses jääkristallidega ja kuidas nende järgi ilma ennustada;
lume kasulikkus ja imelised omadused;
talvine äike;
ebatavalised ja väga haruldased loodusnähtused lume ja jääga seoses.
Üllatusteema pilvedest käsitleb seda, miks ja kuidas üldse pilved tekivad, milliseid pilvi on olemas ja kuidas nende järgi ilma ennustada, imelikke ja haruldasi pilvevorme.
Teade on ka siin: http://www.ilm.ee/?46721

esmaspäev, 7. detsember 2009

Rünksajupilved 17. juulil 2009

Ilmahuviline Kaivo Lõppe on teinud väga kena pildi rünksajupilvedest, milles oli pisut ka äikest (täpne sõnastus oleks, et äike oli nõrk) ja foto on tehtud moblaga Kaberneemes 17.7.2009 kl 21.02:

Kindel tõend, et kliima soojeneb

Kliimamuutuseid ei saa ilmselt eitada (atmosfääri energiahulk suureneb, Browni liikumine ilmselt kasvab). Vaieldakse, mis seda põhjustab, kas ja kui suur on selles inimese osa (mingi osa kindlasti on, sest kuulume ju ühtsesse süsteemi Maa, mille süsteemiosad paratamatult mõjutavad üksteist) ning kas ja mida saaks ette võtta, et kliima enam ei muutuks. Vaidus käib seetõttu, et tegelikult pole ju piisavalt ja kindlaid andmeid täpsete põhjuste osas, samuti raskendab olukorda teema tugev politiseeritus.
Ain Kallis on päris palju propageerinud üht toredat tõestust (on ka Tõravere Observatooriumi peahoone teadetetahvlil, vähemalt hiljuti veel oli), mis on ilmselge kliimasoojenemise tõestus:
Pilt pärineb: changing-climate.co.uk

Soomes registreeriti põhjapoolseim eksootiline välguvorm (uudis ka eesti keeles!)

Uudis ka nüüd eesti keeles tänu ilm.ee-le: http://www.ilm.ee/?46722

esmaspäev, 30. november 2009

Mõned küsimused lume ja tuisu kohta (lisatud üks seletus). Täiendatud!

Ümbritseva maailma ja looduse kohta võib esitada mitmesuguseid huvitavaid küsimusi. Esitame neist mõned.
1) Miks lumehelbed on kuueharulised ja kas päriselt on nende sümmeetria ka täiuslik ning kas lumehelbed on kordumatud?
2) Miks lohud, jalajäljed jne täis tuiskavad? (küllap olete tähele pannud, et tuisuse ilmaga on varsti jalajäljed täis tuisanud, kuid miks?)
Lumehelbe heksagonaalne süngoonia (kuusnurksus) tuleneb jää kristallstruktuurist. Lumi on nagu teemant või soolgi mineraal. Veemolekulid moodustavad jääs teiste veemolekulidega vesiniksidemeid, mis on umbes 109-120 kraadise nurga all, seega sisenurk on ligi 60 kraadi (2 sideme vahel) ja 60 korda 6 annabki 360 ja saab nähtust ligikaudu ka nii seletada. Kuid nii on asi vaid molekulaarsel tasemel ja selline lähenemine on mehhanistlik. Ometigi ilmneb molekulaarne kuusnurksus ka makroskoopilisel tasemel. Asi on selles, et kõige kiiremini kasvavad jääkristallil teravad küljed. Kuna neid on kuus (molekulid moodustavad ju küllaltki "kandilise" struktuuri, millel on 6 teravamat kohta), siis ilmneb kuusnurksus ka makroskoopiliselt, kuigi füüsiktel pole molekulide taseme kuusnurksuse ülekandumine makroskoopiasse siiski veel päris selge. Nähtust võib seletada ka teisel, filosoofilisemal viisil. Stabiilsed on looduses sellised ühendid ja struktuurid, mille energia on minimaalne. See on põhjus, miks raud jpt tehismaterjalid roostetavad, lagunevad jne - nad on energiarikkad ega ole stabiilsed ja püüavad saavutada vähima energiaga taseme. Ka jää moodustumisel tekib esmajoones struktuur, millel on võimalikult väike energia ehk suurim stabiilsus, milleks on heksagonaalsed kristallid.
See on tõesti nii, et enamus kristalle on tegelikult defektsed. Tõepoolest leidub ka oluliste vigadeta kristalle, kuid see on haruldus. Mingid mikropraod või ebasümmeetrilisused on enamikel kristallidel.
Kas kõik on erinevad? Teatud mööndusi tehes küll. Väga lihtsad kristallid, näiteks kuusnurksed plaadid või kepikesed on tegelikult üsna sageli siiski peaaegu samasugused. Mida väiksemad on kristallid, seda suurema tõenäosusega on sarnased. Asi on selles, et jääkristalli kuju ja kasv sõltub keskkonnatingimustest. Väiksem ruumiosa on homogeensem kui suurem ruumiosa, mistõttu on ka väiksemad kristallid omavahel sarnasemad. Keskkonna heterogeensus, -tingimuste muutus jne kandub kristallile ja salvestub seal omamoodi. Seetõttu ilmnebki silmnähtav kordumatus vaid keerukamate (tähe- jmt) kujuliste lumekristallide korral. Individuaalsust lisavad muidugi ka minivead, mille teket juba selgitati.
2) Kuiva (lahtise) lume olemasolu võimaldab nähtusel ilmneda, samuti on vajalik piisavalt tugev tuul, kuid konkreetselt küsitud nähtuse põhjust, miks lohud tuiskavad täis, võib seletada kolmel viisil.
Esimene võimalus on see, et lohkudes tekivad väikesed keerised, mis ei lase sinna sattunud lund enam ära ja nii see lumi kogunebki. Kahjuks on turbulentsiteooria väga raskesti mõistetav ja seetõttu võib lihtsuse mõttes selle ära jätta.
Teine võimalus on nähtust seletada joa pidevuse võrrandiga S*v=const, kus S on ristlõikepindala ja v on aine voolamise kiirus. Sellest seosest järeldub, et mida suurem on ristlõikepindala, seda aeglasem on aine vool. See on ka põhjuseks, miks jõed voolavad kitsastes kohtades kiiremini kui laiades kohtades või miks majade vahel on tuul tugevam - majad või kitsamad kaldad ahendavad piirkonda, kus aine saab liikuda ja sellest siis suurem vee või tuule kiirus. Sama saab väita ka lohkude kohta lumepinnal - lohu tõttu on õhul nüüd järsult rohkem ruumi liikuda, õhu liikumine aeglustub ja seetõttu ei suuda õhk lund enam kanda, vaid see langeb välja ja täidab niiviisi rattaroopad või jäljed lumes või muud madalamad kohad lumepinnal. Kindlasti on mängus ka keerised, aga need jätsime lihtsuse mõttes välja.
Kolmas seletus on kõige lihtsam, mida võiks ilmselt eelistada, jättes eelmised kaks seletust marginaalsesse rolli. Kolmanda seletuse järgi mõjub lumeosakestele pidevalt raskusjõud. Kui on lohk või auk ehk lumepind läheb alt ära, siis raskusjõud tõmbabki lume lohku! Keerised või õhuvoolu aeglustumine mängib väiksemat rolli.

Küsisin arvamuse või oletuse õigsust ka füüsik Henn Voolaiult. Toon ära tema lisaselgituse: "Loomulikult kukuvad kõik kehad maha tänu raskusjõule, aga antud juhul selline seletus, nagu teie sõber pakkus, ei tööta. Miks? Sellepärast, et selle ajaga, kui lumehelves üle jälje jõuab, langeb ta ca 5 mm ja sel juhul ta põrkub edasi. Tulemuseni võib jõuda lihtsa arvutusega. Võtame tuule kiiruseks 10 m/s ja jälje laiuseks 30 cm. Sel juhul kestab helbe üle jälje kandumine ca 0,03 s (1m 0,1 s ja 0,3 m veel 3 korda rutem). Selle ajaga langeb keha raskusjõu tõttu suuruse võrra, mille saab arvutada valemist h = gt2/2. Siit saamegi 5 mm. Oluline on ikkagi jälje kohal kiiruse vähenemine voolutoru ristlõike suurenemise tõttu. Siis jõuab helves rohkem langeda ja ei põrku august välja."

Siit ka moraal, et kõige lihtsam seletus ei pruugi olla õige ega tasu seda tõe pähe võtta, vaid oletusi tuleb kontrollida. Kõige parem on ikkagi seda küsimust katseliselt uurida. Ma arvan, et ka keerised on ikkagi olulisel kohal. Toon paralleeli katuselt allatuiskava lumega. Võib tähele panna, et katuse serva alla tekivad keerised või allatuiskava lume kaared - lumi käändub kaarekujuliselt katuse serva alla, kui lumi tuiskab katuselt alla. Sama ehk juhtub ka lumme jäetud rattaroobaste või jälgedega seoses juhul, kui katuse serva saab kuidagi samastada jälje järsu servaga.

pühapäev, 29. november 2009

Vihmapiiskadest matemaatiliselt

Kuidas leida, mitu kuupmeetrit vihma sajab 10 ruutmeetrilisele pinnale Eestis keskmiselt?
Milline on vihma keskmine kiirus maapinna lähedal?
Milline on vihmapiisa keskmine ruumala või mass?
Püüame neile küsimustele vastuse leida. Need pole minu välja mõeldud probleemid, vaid üks huviline esitas need ja tagamõttega - sademete langemise energia välja arvutamiseks. Loodetavasti õnnestub sellest ka asjalik uudis kirjutada, kui temaga on asi läbiarutatud - ehk siis jaanuariks.
Eestis on sademete hulk vahemikus 400-800 mm aastas. Keskmiselt võime öelda, et sajab 600 mm aastas. Ruumala on pindala korda kõrgus (veekihi paksus), seega 10m2 korda 0,6 m= 6 m3 (kuupmeetrit). Analoogselt saad arvutada ka teiste sajukoguste kohta.
Vihmapiisa kiirus sõltub piisa läbimõõdust (diameetrist). Mida suurem piisk, seda suurem lõppkiirus. Kui piisa läbimõõt on 0,1 mm, siis lõppkiirus on 0,27 m/s, kui 1 mm, siis 4,03 m/s, kui 2 mm, siis 6,49, 3 mm puhul 8,06, 4 mm puhul 8,83 ja 6 mm puhul 9,2 m/s. kui piisa läbimõõt on vahemikus 1,2 kuni 4 mm, siis saab lõppkiiruse välja arvutada valemist u = (k)(r**0.5), kus u on lõppkiirus ja k on 2.01 X 10**3 cm**0.5 s**-1 ja r on piisa raadius, mitte diameeter - viimase järgi mõned arvud on juba antud!
Valem ei anna täpselt alguses näitena toodud arvusid, sest need on katsetega määratud ja valem on empiiriline (lähendus). Arvud kehtivad umbes 20 soojakraadi puhul ja normaalrõhul (1013,25 hPa). Teatavasti õhutihedus sõltub rõhust ja temperatuurist, seetõttu siis selline märkus.
Mass ja ruumala sõltuvad jällegi piisa suurusest. 1…5 mm diameetriga piisa mass on 0,5-70 mg (2 mm umbes 4 mg). massi saab välja arvutada ka valemist tihedus korda ruumala, kusjuures vee tihedus on 1 g/cm3 (kui päris täpne olla, siis 3,98 kraadi juures, muu temp puhul väiksem) ja ruumala on arvutatav valemist 4/3πr3 (r kuubis), eeldusel, et piisad on sfäärilised. Tegelikult on vaid väikesed vihmapiisad (uduvihm) kerakujulised. Suured piisad deformeeruvad õhutakistuse tõttu ja omandavad lameda kukli kuju. Seetõttu annab valem häid tulemusi väikeste piiskade puhul.

Uhked keerised

Lääne-Euroopa kohal on näha uhkeid keeriseid. Nende tipud on äikest täis, nagu välgudetektorid näitavad.












teisipäev, 24. november 2009

Hatakpilved

Kui räägitakse pilvisusest, siis kasutatakse selliseid gradatsioone nagu selge, vähene, vahelduv, muutlik pilvisus, pilves selgimistega, pilves või lauspilvisus. Välja jäetakse küllaltki oluline mõiste, mida sobib üsna sageli taeva iseloomustamiseks kasutada: hatakpilvisus. See on eraldi taeva seisundi klass ning on 2 pügala võrra nõrgem kui lauspilvisus ja ühe pügala võrra nõrgem kui pilves selgimistega, ja mis (hatakpilvisus) iseloomustab taeva seisundit kihtpilvede puhul ja hatakpilvisuse inglisekeelne vaste on broken clouds (taevas kaetud umbes 60-90 protsendi ulatuses pilvedega). Selle asemel räägitakse tihti hoopis pilves või pilves selgimistega ilmast, kuid arvan, et tutvustatud mõiste sobib sobiks nii mõnigi kord paremini kirjeldamaks taevast, mida kirjeldatakse praegu küllaltki läbisegi kahe mõistega. Eks see ole peensus, kuid sisaldab endas olulist informatsiooni.
Muutlik ja vahelduv pilvisus sisaldab endas konvektiivset komponenti. Kihtpilvede puhul saame rääkida lasuspilvisusest, hatakpilvisusest, pilves selgimistega ja vähesest pilvisusest. Vähene pilvisus on lai mõiste ja võib tähistada ka rünkpilvedega päeva. Huvitav on see, et kui sajab tugevat hoovihma ning taevas näib meile ühtlaselt pilves, siis tegelikult on tegemist muutliku pilvisusega, sest pilveavad ja pilvede kiire vaheldumine on tavaliselt varjatud vihmakardinaga, kuid see on konvektsoonipilvede puhul tüüpiline (me ei näe kogu reaalsust). Muidugi on ka erandeid, aga need pole tüüpilised. Kahjuks praeguse seisuga ei saa kindel olla, et analüüsitud mõisted (ilmateates või kuskil ilmakirjeldustes) ka reaalselt sisaldavad infot konvektiivse komponendi kohta, kuid nii oleks ilmselt mõistlik.
Nüüd püüame visualiseerida öeldut.
Vähene ja vahelduv pilvisus. Vähene käib kõrgrünkpilvede ja vahelduv rünkpilvede kohta.
10. septembri lõuna Tartus.



Muutlik pilvisus. Taevas on täidetud konvektsioonipilvedega. Kui tugeva saju kardin oleks piisavalt paks, siis avasid ja pilvede vaheldumist ei näeks. See, et rünksajupilvealus on kuskilt alates ühtlane, on tegelikult petlik. Ainult saju tõttu näib see nii.
30. augusti 2009 õhtu Tallinnas.
Sellest pildist alates käivad taeva seisundit kirjeldavad klassid kiht-ja kihtrünkpilvede kohta.
Hatakpilvisus 8. septembril 2009 Tartus.
Pilves selgimistega.
14. septembri õhtupoolik 2009 Tartus.
Lauspilvisus. Tegemist on kihtsajupilvedega, millest on head (õnnestunud) fotot raske saada, kuid tundub, et antud juhul see õnnestus. Kihtsajupilvede all on näha Stratus fractus (halva ilma räbalpilved). Sel hetkel sadas mõõdukat lausvihma. Mõned inimesd tundsid sellest siirast rõõmu, mõned nurisesid.
4. septembri 2009 lõuna Tartus.

Imelugu

Loengusari ilmast ja kliimast jätkub! Teisipäeva, 24. novembri ja neljapäeva, 26. novembri õhtul Tähe 4-170 kl 18 on veel oodata äikese-ja orkaanijuttu ning ilma imetegudest ja pilvede vägitegudest.
Esimene õhtu oli päris edukas, jäädi rahule, inimesi oli hinnanguliselt 40-50 ümber, hiljem läksid mõned ära, mõni lisandus. Loodetavasti vähemalt sama tase jätkub.
23. november oli suure novembri lumetormi aastapäev. Teisipäeval on väike meenutus ilm.ee-s, nii et hoidke silma peal.